4.6 Uno sguardo nella vita

degli animali: la tecnologia GPS applicata allʼecologia animale

Nella storia della scienza, i rapidi avanzamenti concettuali sono spesso stati indotti da quelli tecnologici. Una nuova, stimolante sinergia tra lʼecologia animale e la radiotelemetria basata sullʼuso della tecnologia GPS è presentata nel numero tematico di Philosophical Transactions della rivista the Royal Society B, intitolato “Challenges and opportunities of using GPS-based location data in animal ecology”, curato da Francesca Cagnacci, Luigi Boitani, Roger A. Powell e Mark S. Boyce.

In ecologia animale, la realtà è osservata alla stessa scala spazio-temporale dellʼosservatore. Tuttavia, lʼosservazione diretta da parte dellʼuomo non permette di ottenere dati sufficientemente quantitativi e standardizzati, tali da consentire la falsificazione di ipotesi e la soluzione di domande di ricerca. Un approccio intuitivo, ma rivoluzionario è allora di spostare il punto di osservazione dallʼosservatore, allʼosservato, ossia gli animali oggetto di studio. La biotelemetria, ossia la misura remota di variabili di stato di animali allo stato libero, è la controparte tecnologica di tale approccio, che consente di affrontare lo studio dellʼecologia di grandi animali allo stato libero, in modo meccanicistico. Tra le variabili che possono essere misurate, la posizione degli animali nello spazio è un modo intuitivo e immediato di porli in relazione con lʼambiente che occupano.

Unproblema fondamentale di ricerca è la comprensione di quali fenotipi (o adattamenti) siano richiesti a un animale per sopravvivere o stare in un certo luogo, in un certo momento (quali sono le conseguenze per lʼanimale nello stare in quel luogo? Perché si trova lì?). Le localizzazioni spaziali degli animali sono lʼelemento unitario delle traiettorie di spostamento, e mostrano dove gli animali interagiscono con il resto dellʼecosistema. Di fatto, rappresentano il punto di contatto “live” tra lʼecologia e lʼevoluzione. Le nuove tecnologie biotelemetriche consentono di tracciare in dettaglio gli spostamenti degli animali, assicurando grande quantità e qualità di dati anche per animali estremamente elusivi.

I l Global Positioning System (GPS), in particolare, ha molti vantaggi, tra cui la possibilità di tracciare in modo continuo specie terrestri, avicole o marine durante tutte le fasi cruciali della loro vita, ossia mentre si muovono, disperdono, migrano, selezionano risorse, si nutrono, competono, si riproducono, muoiono.

Èalquantoprobabile che, in un futuro non distante, il campionamento intensivo degli spostamenti animali consentirà di ricostruire la mappa cognitiva del loro habitat, e la relazione intrinseca tra il comportamento, e la fitness Questa promettente sinergia tra scienza e tecnologia sta rapidamente ristrutturando alle fondamenta la disciplina dellʼecologia animale in quanto tale. Il numero tematico di Philosophical Transactions of the Royal Society B presenta lo stato dellʼarte dei metodi analitici e introduce sintesi originali per lʼuso delle localizzazioni animali. In particolare, gli autori spiegano come questi dati di maggior qualità e quantità rispetto a quanto disponibile in passato, aiutino gli scienziati nella ricerca di una spiegazione meccanicistica dei concetti chiave e delle nuove eccitanti linee di ricerca in ecologia animale.

Ilmessaggio conclusivo è che solo lʼintegrazione di strumenti tecnici e analitici avanzati in un solido e fondante contesto teoretico consentiranno di affrontare lʼintrinseca complessità degli ecosistemi e la loro fragilità in un pianeta che cambia.

Fitossine Contro I Fitopatogeni

Le piante producono metaboliti secondari che giocano un ruolo fondamentale nei meccanismi biologici di difesa costitutiva contro insetti e patogeni. Le piante officinali sono unʼinteressante risorsa di metaboliti ad attività antimicrobica. Abbiamo evidenziato che lʼestratto di Salvia officinalis possiede un elevato potere anticrittogamico nei confronti di Plasmopara viticola e associato questʼattività a due diterpeni: sclareol e manool. La produzione di queste molecole attive mediante colture cellulari in bioreattori ci permetterà di ottenere in modo economico prodotti naturali, rinnovabili, biodegradabili e a basso impatto ambientale che garantiscono allo stesso tempo unʼelevata protezione delle piante.

[Silvia Dagostin, Oscar Giovannini, Silvia Carlin, Ilaria Pertot]

LʼINVASIONE DELLA ZANZARA TIGRE IN TRENTINO

I campionamenti condotti dai nostri tecnici hanno permesso di monitorare il processo di espansione della zanzara tigre (Aedes albopictus) in Trentino. Tra i risultati la conferma del trend di crescita nelle Valli dei Laghi e dellʼAdige e lʼindividuazione di primi focolai a Trento. La dinamica stagionale e la distribuzione di questo insetto è condizionata da fattori climatici, tra i quali la temperatura è la più importante. Tramite lʼanalisi GIS di tali dati ricavati dai satelliti è stato possibile individuare le zone più idonee alla diffusione della zanzara nel nord-est Italia e fornire alle amministrazioni locali indicazioni mirate, indispensabili per avviare piani di prevenzione.

[David Roiz, Markus Neteler]

IL SUOLO COME UN UNICO GRANDE ORGANISMO?

Le relazioni stabilite tra i differenti microrganismi del suolo danno vita ad una fitta rete di interazioni multitrofiche che si riflettono sullʼintero ecosistema terrestre. Il risultato di queste interazioni è una componente fondamentale della qualità del suolo.

Le diverse attività dei microrganismi sono state fino ad ora studiate singolarmente, con tutta la complessità che ne consegue.

Le nuove tecniche di biologia molecolare e di sequenziamento ci permettono ora di considerare la comunità microbica del suolo nella sua globalità, cioè al pari di un unico e grande organismo, le cui funzioni sono la sommatoria delle funzioni dei singoli organismi che lo abitano. Questo nuovo approccio permetterà di sviluppare tecniche più affidabili ed economiche per valutare la qualità dei suoli agrari.

IL SILENZIAMENTO GENICO POST-TRASCRIZIONALE

La regolazione genica gioca un ruolo fondamentale nella capacità degli esseri viventi di adattarsi allʼambiente. Il silenziamento posttrascrizionale (PTGS) sta emergendo come fondamentale meccanismo alla base delle risposte allo stress in piante ed animali.

Tramite un approccio comparativo in Brassicacee, abbiamo trovato evidenza del fatto che la maturazione a più fasi del microRNA MIR168 rappresenti un meccanismo conservativo dal punto di vista evolutivo.

Corneo, Alberto Pellegrini, Claudia Longa, Ilaria Pertot]

[Paola

Questo meccanismo probabilmente è coinvolto nella regolazione fine del PTGS anche di altri microRNA associati a stress in piante.

[Claudio Varotto]